TWI446248B - 補償影像間時間差的方法及使用該方法的電子裝置 - Google Patents

Description

補償影像間時間差的方法及使用該方法的電子裝置

本發明是有關於複數個影像擷取單元之間的影像處理方法，且特別是有關於補償影像間時間差的方法及使用相同方法的電子裝置。

目前觸控式技術可以分為電阻式、電容式、與光學式三大種類。其中，對於大尺寸面板而言，光學式觸控技術具有成本優勢。光學式觸控技術主要是利用在螢幕周圍設置紅外線光源，當物體接近或觸碰螢幕時，會產生阻斷紅外線的陰影，再透過紅外線攝影機(infrared camera)以及感測器擷取「陰影」內的方位、寬度、高度與尖點等資訊，藉以計算觸控點的位置，而達到觸控的功用。

據此，在具有複數個影像擷取單元的光學式的觸控裝置上，複數個影像擷取單元的輸入影像之間通常會有時間差。並且，在光學式的觸控裝置上，倘若所有擷取的影像之間有時間差，則會造成觸控點位置計算的偏差。

本發明提出補償影像間時間差的方法，適用於電子裝置。對複數個影像擷取單元分別設定一參考區域與一參考區域背景，自複數個影像擷取單元分別接收輸入影像，並判斷每一張輸入影像的參考區域是否與參考區域背景相 同。倘若其中一影像擷取單元所接收的輸入影像中的參考區域與參考區域背景不相同，則其餘輸入影像的參考區域與參考區域背景相同的影像擷取單元繼續接收輸入影像，並且累加一次補償畫面數。接著重複上述方法，判斷繼續接收的輸入影像是否參考區域與參考區域背景相同並且依結果決定是否累加補償畫面數。當所有影像擷取單元接收的輸入影像的參考區域與參考區域背景都不相同，就依據各補償畫面數來補償所有影像擷取單元的輸入影像之間的時間差。

上述方法中，各影像擷取單元在起始時的補償畫面數皆為同一定值，舉例來說都為零。在判斷各輸入影像的參考區域與參考區域背景是否相同的步驟之後，倘若所有影像擷取單元所接收到的輸入影像中的參考區域與參考區域背景皆相同，則將所有影像擷取單元之補償畫面數都設為同一定值，舉例來說都設為零。

上述方法中，各影像擷取單元的輸入影像包含下方拍攝到的螢幕區域，與上方拍攝到螢幕以外的環境區域，參考區域的位置即設定於環境區域中。在系統啟動時先將參考區域的影像建立為參考區域背景，而後，每張輸入影像擷取出參考區域並與參考區域背景作一比較，判斷該張影像的參考區域與參考區域背景是否相同。

上述比較參考區域與參考區域背景的步驟中，將輸入影像的參考區域與參考區域背景相減，而獲得去背影像。並且，在依據特定閥值對去背影像執行雜訊移除動作之 後，將去背影像二值化而獲得二值化影像。接著，計算二值化影像中的複數個欄的亮點個數，以比對這些欄的亮點個數與第二閥值。倘若亮點個數小於第二閥值，判定參考區域與參考區域背景相同。倘若亮點個數大於第二閥值，判定輸入影像的參考區域與參考區域背景不相同。

本發明提出一種電子裝置，包括分別設置於電子裝置的不同位置的複數個影像擷取單元以及處理單元。處理單元與這些影像擷取單元連接，分別自這些影像擷取單元接收輸入影像，並且判斷輸入影像的參考區域與參考區域背景是否相同。倘若其中一影像擷取單元所接收的輸入影像中的參考區域與參考區域背景不相同，則其餘影像擷取單元若其所接收的輸入影像的參考區域與參考區域背景相同則繼續接收輸入影像，並且累加一次補償畫面數。接著重複上述方法，判斷繼續接收輸入影像的影像擷取單元其輸入影像的參考區域與參考區域背景是否相同並且依結果決定是否累加補償畫面數。當所有影像擷取單元接收的輸入影像的參考區域與參考區域背景皆不相同，就依據各補償畫面數來補償所有影像擷取單元的輸入影像之間的時間差。

上述處理單元自複數個影像擷取單元分別接收一輸入影像並且設定參考區域。輸入影像包括螢幕區域與環境區域，參考區域的位置位於環境區域中。在開始執行影像補償的運算時先將參考區域的影像建立為參考區域背景，而後，每張輸入影像擷取出參考區域並與參考區域背景作一 比較，判斷該張影像的參考區域與參考區域背景是否相同。

上述電子裝置更包括儲存單元。儲存單元與處理單元連接，用以儲存上述影像擷取單元所擷取的輸入影像。處理單元會依據補償畫面數，自儲存單元中分別取出輸入影像。

在本發明之一實施例中，上述電子裝置為光學式觸控面板。

為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

為了使本發明之內容更為明瞭，以下特舉實施例作為本發明確實能夠據以實施的範例。

圖1是依照本發明一實施例之一種電子裝置的方塊圖。請參照圖1，電子裝置100包括分別設置於電子裝置100的複數個影像擷取單元110、處理單元120以及儲存單元130。為了方便說明，在本實施例中僅列舉兩個影像擷取單元(第一影像擷取單元111及第二影像擷取單元113)來說明。

處理單元120與第一影像擷取單元111及第二影像擷取單元113連接，分別自第一影像擷取單元111及第二影像擷取單元113接收輸入影像。並且依據所接收的輸入影像來執行補償影像間時間差的方法，以計算出第一影像擷取單元111及第二影像擷取單元113的輸入影像之間所相 差的補償畫面數，據以補償第一影像擷取單元111及第二影像擷取單元113的輸入影像之間的時間差。舉例來說，假設第一影像擷取單元111在第1個與第2個輸入影像的參考區域與參考區域背景相同，且在第3個輸入影像的參考區域與參考區域背景不相同，而第二影像擷取單元113在第1個~第4個輸入影像的參考區域與參考區域背景相同，且在第5個輸入影像的參考區域與參考區域背景不相同，表示第一影像擷取單元111與第二影像擷取單元113之間的輸入影像差了2個影像擷取時間。據此，以第二影像擷取單元113的第5個輸入影像來取代原本第二影像擷取單元113用來對應第一影像擷取單元111的第3個輸入影像，以減少第一影像擷取單元111與第二影像擷取單元113之間的輸入影像時間差。

儲存單元130與處理單元120連接，用以儲存上述影像擷取單元110所擷取的輸入影像。處理單元120計算補償畫面數，再依據補償畫面數而自儲存單元130中分別取出第一影像擷取單元111與第二影像擷取單元113的輸入影像。例如，假設第一影像擷取單元111在第1張輸入影像判斷參考區域與參考區域背景不相同，而第二影像擷取單元113在第4張輸入影像才判斷參考區域與參考區域背景不相同，表示第二影像擷取單元113比第一影像擷取單元111之間的輸入影像差了3個影像擷取時間。則當處理單元120在取出各影像擷取單元的輸入影像做觸控點位置計算時，便取第一影像擷取單元111的第1張輸入影像， 與第二影像擷取單元113的第4張輸入影像做計算。

電子裝置110例如為光學式觸控面板。舉例來說，圖2為依照本發明一實施例之一種光學式觸控面板的外觀示意圖。請參照圖2，在本實施例中，光學式觸控面板200的上方設置有第一影像擷取單元210與第二影像擷取單元220，另在光學式觸控面板200並設置有處理單元與儲存單元(在此未繪示)。處理單元會依據第一影像擷取單元210與第二影像擷取單元220所擷取的輸入影像來計算出觸控點的位置。

以下即搭配上述電子裝置100來說明。圖3是依照本發明一實施例之一種補償影像間時間差的方法流程圖。請同時參照圖1及圖3，在步驟S305中，處理單元120分別自第一影像擷取單元111及第二影像擷取單元113接收輸入影像。並且，處理單元120將所接收到的輸入影像存放至儲存單元130。

接著，在步驟S310中，處理單元120判斷各輸入影像的參考區域是否與參考區域背景相同，藉以判斷是否有目標物觸碰到參考區域。例如，在開始執行影像補償的運算時，可在第一影像擷取單元111與第二影像擷取單元113所擷取之影像中設定參考區域的位置，藉以判斷參考區域與參考區域背景是否相同。此參考區域可以為直線或長條範圍。

具體而言，處理單元120預設參考區域。輸入影像包括螢幕區域與環境區域，參考區域的位置即位於環境區域 中。在第一影像擷取單元111與第二影像擷取單元113開始執行時，處理單元120可依預設之參考區域的位置，先自第一影像擷取單元111與第二影像擷取單元113接收的輸入影像分別擷取參考區域背景。

一般而言，第一影像擷取單元111與第二影像擷取單元113分別設置於螢幕兩個角落，其拍攝角度向著螢幕以拍攝並產生輸入影像。之後，處理單元120接收輸入影像，比對該輸入影像的參考區域與其對應的參考區域背景，藉以判斷輸入影像的參考區域與參考區域背景是否相同。

舉例來說，圖4是依照本發明一實施例之一種輸入影像的示意圖。請參照圖1及圖4，在此，假設輸入影像410為第一影像擷取單元111所擷取，輸入影像420為第二影像擷取單元113所擷取。並且，假設第一影像擷取單元111與第二影像擷取單元113分別設置於螢幕上方左右兩個角落，且其拍攝角度向著螢幕(如圖2所示)以拍攝並產生輸入影像。

在此，輸入影像410及輸入影像420的下方分別拍攝到螢幕，而其上方分別會拍攝到螢幕以外的畫面。也就是說，輸入影像410及輸入影像420的下方分別為螢幕區域411及螢幕區域421，其上方分別為環境區域413及環境區域423。在輸入影像410的環境區域413及輸入影像420的環境區域423中分別包括參考區域415及參考區域425，且參考區域415及參考區域425分別小於環境區域413及環境區域423。

以輸入影像410而言，處理單元120比對輸入影像410的參考區域415以及先前存放於儲存單元130的參考區域背景，藉此來判斷輸入影像的參考區域與參考區域背景是否相同。舉例來說，圖5是依照本發明一實施例之一種判斷參考區域與參考區域背景是否相同的方法流程圖。圖6A~圖6D是依照本發明一實施例之判斷輸入影像的判斷參考區域與參考區域背景是否相同的影像示意圖。請同時參照圖5及圖6A~圖6D，在步驟S505中，將輸入影像的參考區域(如圖6A)與參考區域背景相減，而獲得去背影像，如圖6B。

接著在步驟S510中，依據第一閥值對去背影像執行雜訊移除動作。之後，如步驟S515所示，將移除雜訊的去背影像二值化而獲得二值化影像，如圖6C。在圖6C中，網點標示區域代表黑色。

然後，在步驟S520中，計算二值化影像中的複數個欄的亮點個數，並在步驟S525中比對這些欄的亮點個數與第二閥值。例如，統計二值化影像圖6C的每一欄中的亮點個數，可以得到如圖6D的直方圖。倘若亮點個數小於第二閥值，判定輸入影像的參考區域與參考區域背景相同，執行步驟S530。倘若亮點個數大於第二閥值，判定輸入影像的參考區域與參考區域背景不相同，執行步驟S535。

返回圖3，在步驟S310中，倘若第一影像擷取單元111及第二影像擷取單元113兩者的輸入影像的參考區域 與參考區域背景皆不相同，則繼續執行步驟S305，接收第一影像擷取單元111及第二影像擷取單元113兩者的輸入影像，以計算目標物的觸碰點位置。

倘若自第一影像擷取單元111所接收的輸入影像的參考區域與參考區域背景不相同，而自第二影像擷取單元113所接收的輸入影像的參考區域與參考區域背景相同，代表第一影像擷取單元111與第二影像擷取單元113兩者的輸入影像之間有時間差。此時，執行步驟S320，自第二影像擷取單元113繼續接收另一輸入影像。接著，在步驟S325中，判斷自第二影像擷取單元113繼續接收的另一輸入影像的參考區域與參考區域背景是否相同。

倘若自第二影像擷取單元113繼續接收的另一輸入影像的參考區域與參考區域背景相同，執行步驟S330，累加補償畫面數，並且返回執行步驟S320及步驟S325，以持續判斷自第二影像擷取單元113繼續接收的另一輸入影像的參考區域與參考區域背景是否相同。倘若自第二影像擷取單元113繼續接收的另一輸入影像的參考區域與參考區域背景不相同，執行步驟S335，依據補償畫面數來補償輸入影像之間的時間差。也就是說，在其中一個影像擷取單元所擷取的輸入影像的參考區域與參考區域背景不相同時，開始並計算參考區域與參考區域背景相同的影像擷取單元在其輸入影像的參考區域與參考區域背景不相同時其落後的影像數量，而以此落後的影像數量作為補償畫面數。

之後，返回步驟S305，依據補償畫面數，分別接收第 一影像擷取單元111與第二影像擷取單元113的輸入影像。在此，可直接設定自第一影像擷取單元111與第二影像擷取單元113接收輸入影像的時間。例如，假設第二影像擷取單元113比第一影像擷取單元111慢了3個輸入影像，則可將第一影像擷取單元111調慢3個輸入影像的時間，或將第二影像擷取單元113調快3個輸入影像的時間。或者，亦可以將輸入影像儲存至儲存單元130之後，依據補償畫面數，自儲存單元130分別取出第一影像擷取單元111與第二影像擷取單元113的輸入影像。例如，假設第二影像擷取單元113比第一影像擷取單元111慢了3個輸入影像，則處理單元120在取出第一影像擷取單元111的第1張輸入影像時，取出第二影像擷取單元113第4張的輸入影像。

另外，在步驟S310中，倘若自第一影像擷取單元111及第二影像擷取單元113所接收到的輸入影像的參考區域與參考區域背景皆相同，表示目前並無目標物欲觸碰螢幕，如步驟S315所示，清除補償畫面數。之後，返回執行步驟S305。

值得一提的是，參考區域的設立為在環境區域內，且參考區域在環境區域內越靠近影像上方越好。這是因為，當判斷參考區域與參考區域背景皆不相同後便可開始進行補償畫面數的計算，並根據補償畫面數取出相應影像計算觸控點位置。據此，越早判斷參考區域與參考區域背景是否相同便能夠越早進行觸控點位置計算。

綜上所述，本發明在每個輸入影像上建立參考區域，當判斷到某個影像擷取單元所擷取的輸入影像的參考區域與參考區域背景不相同時，開始計算輸入影像的參考區域與參考區域背景相同的影像擷取單元落後的影像數量，以補償自不同影像擷取單元所接收之輸入影像之間的時間差。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，故本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100‧‧‧電子裝置

110‧‧‧複數個影像擷取單元

111、210‧‧‧第一影像擷取單元

113、220‧‧‧第二影像擷取單元

120‧‧‧處理單元

130‧‧‧儲存單元

200‧‧‧光學式觸控面板

410、420‧‧‧輸入影像

411、421‧‧‧螢幕區域

413、423‧‧‧環境區域

415、425‧‧‧參考區域

S305~S335‧‧‧本發明一種補償影像間時間差的方法各步驟

S505~S535‧‧‧本發明一種判斷參考區域與參考區域背景是否相同的方法各步驟

圖1是依照本發明一實施例之一種電子裝置的方塊圖。

圖2為依照本發明一實施例之一種光學式觸控面板的外觀示意圖。

圖3是依照本發明一實施例之一種補償影像間時間差的方法流程圖。

圖4是依照本發明一實施例之一種輸入影像的示意圖。

圖5是依照本發明一實施例之一種判斷參考區域與參考區域背景是否相同的方法流程圖。

圖6A~圖6D是依照本發明一實施例之參考區域的示意圖。

S305~S335‧‧‧本發明一種補償影像間時間差的方法各步驟

Claims (16)

1. 一種補償影像間時間差的方法，適用於一電子裝置，該方法包括：對複數個影像擷取單元分別設定一參考區域與一參考區域背景；自該些影像擷取單元分別接收一第一輸入影像；分別判斷每一上述第一輸入影像的該參考區域是否與該參考區域背景相同；倘若自該其一影像擷取單元所接收的該第一輸入影像的該參考區域與該參考區域背景不相同，而其餘該些影像擷取單元所接收的第一輸入影像的該參考區域與該參考區域背景相同，則其餘該些影像擷取單元繼續接收第二輸入影像並分別累加一補償畫面數；分別判斷其餘該些影像擷取單元繼續接收的該第二輸入影像的該參考區域是否與該參考區域背景相同；倘若其餘該些影像擷取單元繼續接收的該第二輸入影像的該參考區域與該參考區域背景相同，繼續接收第三輸入影像並分別累加該補償畫面數；以及持續判斷至其餘該些影像擷取單元繼續接收的該第三輸入影像的該參考區域與該參考區域背景皆不相同，並分別依據該補償畫面數來補償每一該些影像擷取單元之間的時間差。
2. 如申請專利範圍第1項所述之補償影像間時間差的方法，包括： 倘若自每一該些影像擷取單元所接收到的該第一輸入影像的該參考區域與該參考區域背景皆相同，則將所有該補償畫面數設為同一定值。
3. 如申請專利範圍第2項所述之補償影像間時間差的方法，包括：依據各該補償畫面數，分別取出對應於各該補償畫面數的上述第一輸入影像、上述第二輸入影像及上述第三輸入影像其中之一做為補償過後的影像。
4. 如申請專利範圍第3項所述之補償影像間時間差的方法，其中設定該參考區域的方法包括：在該複數個影像擷取單元的上述第一輸入影像、上述第二輸入影像及上述第三輸入影像中，區分一螢幕區域與一環境區域，該參考區域的位置位於該環境區域中。
5. 如申請專利範圍第4項所述之補償影像間時間差的方法，其中設定該參考區域背景的方法包括：該複數個影像擷取單元開始執行時，依據該參考區域的位置自該複數個影像擷取單元接收的每一上述第一輸入影像、上述第二輸入影像及上述第三輸入影像上擷取影像並儲存為該參考區域背景。
6. 如申請專利範圍第5項所述之補償影像間時間差的方法，其中判斷每一上述第一輸入影像、上述第二輸入影像及上述第三輸入影像的該參考區域與該參考區域背景是否相同的步驟包括：利用每一上述第一輸入影像、上述第二輸入影像及上 述第三輸入影像的該參考區域背景獲得一去背影像；依據一第一閥值對該去背影像執行雜訊移除並二值化而獲得一二值化影像；計算該二值化影像中的複數個欄的亮點個數，以比對該些欄的亮點個數與一第二閥值；倘若該亮點個數小於該第二閥值，判定對應於上述第一輸入影像、上述第二輸入影像及上述第三輸入影像其中之一的該參考區域與該參考區域背景相同；以及倘若該亮點個數大於該第二閥值，判定對應於上述第一輸入影像、上述第二輸入影像及上述第三輸入影像其中之一的該參考區域與該參考區域背景不相同。
7. 如申請專利範圍第1項所述之補償影像間時間差的方法，包括：依據各該補償畫面數，分別取出對應於各該補償畫面數的對應於上述第一輸入影像、上述第二輸入影像及上述第三輸入影像其中之一做為補償過後的影像。
8. 如申請專利範圍第7項所述之補償影像間時間差的方法，其中設定該參考區域的方法包括：在該複數個影像擷取單元的每一上述第一輸入影像、上述第二輸入影像及上述第三輸入影像中，區分一螢幕區域與一環境區域，該參考區域的位置位於該環境區域中。
9. 如申請專利範圍第8項所述之補償影像間時間差的方法，其中設定該參考區域背景的方法包括：該複數個影像擷取單元開始執行時，依據該參考區域 的位置自該複數個影像擷取單元接收的每一上述第一輸入影像、上述第二輸入影像及上述第三輸入影像上擷取影像並儲存為該參考區域背景。
10. 如申請專利範圍第9項所述之補償影像間時間差的方法，其中判斷每一上述第一輸入影像、上述第二輸入影像及上述第三輸入影像的該參考區域與該參考區域背景是否相同的步驟包括：利用每一上述第一輸入影像、上述第二輸入影像及上述第三輸入影像的該參考區域背景獲得一去背影像；依據一第一閥值對該去背影像執行雜訊移除並二值化而獲得一二值化影像；計算該二值化影像中的複數個欄的亮點個數，以比對該些欄的亮點個數與一第二閥值；倘若該亮點個數小於該第二閥值，判定對應於上述第一輸入影像、上述第二輸入影像及上述第三輸入影像其中之一的該參考區域與該參考區域背景相同；以及倘若該亮點個數大於該第二閥值，判定對應於上述第一輸入影像、上述第二輸入影像及上述第三輸入影像其中之一的該參考區域與該參考區域背景不相同。
11. 如申請專利範圍第1項所述之補償影像間時間差的方法，其中設定該參考區域的方法包括：在該複數個影像擷取單元的每一上述第一輸入影像、上述第二輸入影像及上述第三輸入影像中，區分一螢幕區域與一環境區域，該參考區域的位置位於該環境區域中。
12. 如申請專利範圍第11項所述之補償影像間時間差的方法，其中設定該參考區域背景的方法包括：該複數個影像擷取單元開始執行時，依據該參考區域的位置自該複數個影像擷取單元接收的每一上述第一輸入影像、上述第二輸入影像及上述第三輸入影像上擷取影像並儲存為該參考區域背景。
13. 如申請專利範圍第12項所述之補償影像間時間差的方法，其中判斷每一上述第一輸入影像、上述第二輸入影像及上述第三輸入影像的該參考區域與該參考區域背景是否相同的步驟包括：利用每一上述第一輸入影像、上述第二輸入影像及上述第三輸入影像的該參考區域背景獲得一去背影像；依據一第一閥值對該去背影像執行雜訊移除並二值化而獲得一二值化影像；計算該二值化影像中的複數個欄的亮點個數，以比對該些欄的亮點個數與一第二閥值；倘若該亮點個數小於該第二閥值，判定對應於上述第一輸入影像、上述第二輸入影像及上述第三輸入影像其中之一的該參考區域與該參考區域背景相同；以及倘若該亮點個數大於該第二閥值，判定對應於上述第一輸入影像、上述第二輸入影像及上述第三輸入影像其中之一的該參考區域與該參考區域背景不相同。
14. 一種電子裝置，包括：複數個影像擷取單元，分別設置於該電子裝置上的不 同位置；以及一處理單元，與該些影像擷取單元連接，並分別對該些影像擷取單元分別設定一參考區域與一參考區域背景，然後分別自該些影像擷取單元接收一第一輸入影像，並且判斷每一上述第一輸入影像的該參考區域是否與該參考區域背景相同，其中，倘若自該其一影像擷取單元所接收的該第一輸入影像的該參考區域與該參考區域背景不相同，而其餘該些影像擷取單元所接收的上述第一輸入影像的該參考區域與該參考區域背景相同，則該處理單元自其餘該些影像擷取單元繼續接收第二輸入影像並分別對應其餘每一該些影像擷取單元累加一補償畫面數；分別判斷其餘該些影像擷取單元繼續接收的該第二輸入影像的該參考區域是否與該參考區域背景相同；其中，倘若其餘該些影像擷取單元繼續接收的該第二輸入影像的該參考區域與該參考區域背景相同，該處理單元繼續接收第三輸入影像並分別累加該補償畫面數；其中，該處理單元持續判斷至其餘該些影像擷取單元繼續接收的該第三輸入影像的該參考區域與該參考區域背景皆不相同，並分別依據該補償畫面數來補償每一該些影像擷取單元之間的時間差。
15. 如申請專利範圍第14項所述之電子裝置，更包括：一儲存單元，與該處理單元連接，儲存該些影像擷取 單元所擷取的上述第一輸入影像、上述第二輸入影像及上述第三輸入影像，其中該處理單元依據該補償畫面數，自該儲存單元中分別取出上述第一輸入影像、上述第二輸入影像及上述第三輸入影像其中之一做為補償過後的影像。
16. 如申請專利範圍第15項所述之電子裝置，其中該電子裝置為光學式觸控面板。